Gewinnung von Reststoffen aus Halden

Ziel des Forschungsprojekts "Gewinnung von Reststoffen aus Halden" war, Bergbaureststoffe durch innovative Technologien effizienter zu nutzen. Dabei wurden die Untersuchungen auf Kupferschiefer-Flachhalden fokussiert, die von 1870 bis etwa 1945 im Mansfelder Land in Sachsen-Anhalt abgelagert wurden. Die untersuchten Haldenkörper bestehen aus tauben Nebengestein und signifikanten Mengen an Kupferschiefer-Armerz mit bis zu 1,3 Prozent Kupfer sowie Resten an anderen Metallen. Der Verbund hat erforscht, wie und in welchem Umfang sich diese extrahieren lassen.

Als Basis für die Aufbereitung des Haldenmaterials wurde zunächst eine gezielte mineralogisch-petrographische Charakterisierung und geologische Erkundung der Halden vorgenommen. Die Auswertung der geochemischen Daten zeigte, dass im Kupferschiefer-Armerz bedeutende Mengen an Kuper und Silber, aber auch wirtschaftliche Gehalte an Blei und Zink vorliegen. Um diese Wertmetalle kostengünstig und umweltfreundlich zurückzugewinnen, ist eine innovative Aufbereitung notwendig.

Dazu wurde zunächst Nebengestein mit Hilfe von sensorgestützter Sortiertechnik von metallführendem Haldenmaterial abgetrennt, wodurch eine Aufkonzentrierung des Metallgehaltes im weiter zu verarbeitenden Armerz erreicht wurde. Das vorsortierte Material wurde zerkleinert, dann wurden verschiedene Flotationsmethoden angewendet. Dabei hat sich gezeigt, dass sich Kupferschiefer-Armerz am besten flotieren lässt, wenn es auf eine Korngröße von 100 µm zerkleinert wird, Es entsteht ein Vorkonzentrat, das durch hydrometallurgische Behandlung selektiv verarbeitet werden kann.

Um die Metalle aus dem Vorkonzentrat zu extrahieren, wurden Laugungverfahren angewendet. Dabei wurde sowohl ungeröstetes wie auch geröstetes Vorkonzentrat gelaugt. Um die Kosteneffizienz zu steigern, wurde der Einsatz von industriellen Abfallsäuren im Laugungsprozess untersucht, was sich als sehr vielversprechend erwiesen hat. Alternativ zur klassischen Aufbereitung von Kupfererzen wurden durch mikrobielle Laugungstests sogar höhere Metallausbringungsraten erzielt. Jedoch gibt es noch keine gesicherten Erkenntnisse, ob Biolaugung im Halden-Maßstab ähnlich effektiv ist.

Durch die nachhaltige Aufbereitung von Mansfelder Haldenmaterial können Wertmetalle, vor allem Kupfer und Silber, erfolgversprechend extrahiert werden, die dabei anfallenden mineralischen Rückstände sind für die gesamtheitliche Nutzung des Haldenmaterials der Baustoffindustrie zuzuführen.